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《浮力》教学设计  

2013-04-13 06:49:13|  分类: 初二物理教学设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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《浮力》教学设计



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《浮力》教学设计



 

15955633029;1148631378; xzyggyj@163.com

《浮力》教学设计
湖北省当阳市坝陵中学 郭先远


  一、教材、学生分析

 

  “浮力”对于初三学生来说,可谓既熟悉又不熟悉。说熟悉,是因为在日常生活的积累中和在小学自然常识课的学习中,学生对浮力的存在已有了一定的感性认识。说不熟悉,是因为要把有关浮力的认识从感性提高到理性,需要综合运用各方面的知识,如力的测量、重力、二力平衡、二力的合成、密度、压力、压强等重要知识;还需要进行科学的分析、推理、归纳等,这对初中学生来说是不熟悉的。而综合分析能力是学生今后学习必须具备的,学习有关浮力的知识,可以培养学生这方面的能力。浮力知识的另一方面作用,体现在它的实用性,由于浮力知识在工业、农业、国防等各方面都有广泛的应用,如船舶工业、农业上的盐水选种,气象上的探空气球、军事上的潜水艇等等。它是理论联系实际的好教材,也是初中生走向社会的必备知识,因此把这块内容放在初中,并要求一次性过关,高中教学中不再重复。鉴于以前的教材把浮力安排在初二学习,不适合初二学生的认知发展规律,易造成初二学生的两极分化的事实,现行物理教材从素质教育的要求和大面积提高九年义务教育质量的需要考虑,把浮力的内容放到初三教材中,具体安排为:先通过实验探究的方法得出阿基米德原理,再运用演绎方法分析浮力产生的原因和物体的浮沉条件,最后介绍浮沉条件的应用使所学知识具体化,体现从物理走向社会的教学理念。这种处理方式比较符合初中学生的认识规律。

 

  二、教学目标

 

  依据课程标准的要求和全面提高学生素质的需要,现确定本节课的教学目标如下:

 

  知识与技能:

 

  1.认识浮力及其方向。(包括浮力的方向、施力物体、浮力的单位等)

 

  2.知道阿基米德原理。(包括原理的建立、适用范围、简单应用)

 

  3.学会用弹簧秤测量浮力。

 

  过程与方法:

 

  1.通过实验探究认识浮力。

 

  2.经历探究浮力大小的过程。体验研究阿基米德原理时运用的科学方法。

 

  情感态度价值观:

 

  1.培养严谨的科学态度和协作精神。

 

  2.结合阿基米德的故事,学习阿基米德善于观察、思考的精神。

 

  三、教学重、难点的确定及突破重、难点的方法与措施

 

  根据课程标准的要求和教材的编写意图,现确定本节课教学的重、难点如下:

 

  教学重点:

 

  1.探究认识浮力,会测量浮力的大小。

 

  2.阿基米德原理。

 

  教学难点:

 

  探究浮力的大小与排开液体重力关系的过程。

 

  突破重、难点的方法与措施:

 

  本节课的教学主要采用“创设情境、引导探究”,让学生“亲身体验,在探究中学习”。因此教学的关键是:创设情境,引导探究。教材中选用的实验器材具有操作简便、现象明显的优点,但也有某些不足,如把溢出的水倒入小桶中称量,由于溢出的水容易随杯壁流到桌面和小桶自重的存在而造成测量的数值有一定误差,从中得出“F浮=G排水” 的结论有一定的难度,易造成学生的思维障碍,这样就不利于教学目标的落实。相应对策是:

 

  1.准备一定数量的大小不同的塑料饮料瓶切割成漏斗形和圆柱形,便于供学生设计和改进排开水的接水实验方案,减小实验误差。

 

  2.准备塑料袋(自重远小于弹簧秤的感量)供学生设计实验代替小桶,简化实验过程以减小实验误差,强化F浮与G排液的大小比较。

 

  3.通过多组的实验数据,以获得不同条件下F浮与G排液的数值,为分析论证得出一般规律提供必要的素材。

 

  四、教学手段

 

  多媒体课件。

 

  五、教、学具准备

 

  演示实验器材:氢气球、大烧杯、红毛线、演示小桌、水﹑准备一组与学生所用完全相同的实验器材(便于学生上讲台演示实验方案)。

 

  学生实验器材:石块、木块、曲别针、乒乓球、烧杯(100ml)、弹簧测力计、溢水杯、小桶、空易拉罐、水槽、铁块、细线、等体积的铜块和铁块、水、盐水、大小不同的塑料饮料瓶切割成的漏斗形和圆柱形、塑料袋。

 

  六、教学设计的说明

 

  1.为了使学生更深刻地感受、领悟浮力,本节课设计了两个探究实验,探究式教学法贯穿于整节课的始终。做好分组实验是本节课的关键。但对初中学生而言通过实验总结出阿基米德原理难度较大,实验对学生的实验技能要求较高,在实验中需要测量四个物理量(G、F拉、G桶、G桶+排水),记录六个物理量(G、F拉、F浮、G桶、G桶+排水、G排),大部分学生对于这么多的物理量感到不知所措,无从下手,再加之实验误差很难得出正确的结论。于是在教学中采取将“物体所受的浮力大小”与“物体浸在水中排开水的重力”两个物理量分开测量再汇总的方法,即通过探究得出用弹簧测力计测量浮力大小的方法F浮=G-F拉后,将全班分为两个大组,分别测出浸没在水中的石块、铁块所受到的浮力大小作为反馈练习,将实验数据记录在表一中,并保留表一中的实验数据。当探究“浮力的大小等于什么”时不再重复测浸没在水中的石块、铁块所受到的浮力大小,重点进行收集和算出物体排开液体的重力,将实验数据填入表二。最后将表一和表二的实验数据综合到一起,即表三。汇总全班的数据,得出阿基米德原理。这样做大大简化了繁琐的实验步骤,将实验难点分散,效果较好,也节省了时间。

 

  2.本节课探究实验较多,实验的成败直接影响学生对结论的归纳总结,为保证实验过程合理、有序,使学生在头脑中清楚地认识到如何进行实验以及为什么要这样做,在教学中采取实验前留有充分的时间小组进行设计、讨论实验方案,在相互启迪交流中形成共识,使学生确实明确实验应如何进行后再分组实验。这样做体现了新课程标准的理念,学生实验中减少了盲目性,达到事半功倍的效果。

 

  3.通过演示实验形象直观地在学生面前展现出浮力的方向竖直向上,增强了学生的记忆。

 

  七、教学评价方式

 

  1.在教学过程中渗透教学评价,形式多样有分析实验注意事项、实验的成功与失败之处……通过小组的交流与评估,给学生更多机会来展示自己的聪明才智以及雄辩的口才,发展学生的个性思维,激发他们的自信心。

 

  2.学生通过分组完成一系列探究实验,教师要关注学生在此次活动中的主动参与程度与合作交流意识,及时给与鼓励、强化、指导和矫正。

 

  八、具体教学过程

 

  (一)教学准备阶段

 

  1.课前根据本节课需要自制教学课件,准备各种实验器材,多元化刺激、激发学生的学习主动性。

 

  2.对学生分组,前后桌4人一组,每组包括能力不同的学生,组内自定组长1名,中心发言人1名,其他人可适时补充。

 

  (二)教学过程叙述

 

  本节课内容需1课时(45分钟)完成。具体教学过程设计如下:

 

  引入新课(约3分钟)

 

  从生活中的浮力现象入手,向学生们提出问题:“氢气球为什么会浮在空中?为什么人游泳时可以漂浮在水面上?这些小例子非常简单,学生很自然地就会答出与浮力有关,并且通过例子还可以发现,不仅浸在液体中的物体会受到浮力,浸在气体中的物体也会受到气体对它的浮力。再让学生搜集生活中浮力的现象,将学生的思维进一步的发散,从而引出本节课的课题。

 

  (说明:从生活中的浮力现象入手,学生通过搜集生活中的浮力现象,使思维发散。通过所列举的现象,感受到物理就在我们的身边。)

 

  新课教学(约35分钟)

 

  探究一:在水中下沉的物体也受浮力吗?(约10分钟)

 

  第一环节:课题的提出。

 

  首先让学生将石块﹑木块﹑曲别针﹑乒乓球放入盛水的烧杯,观察实验现象,发现木块﹑乒乓球在水面漂浮,而石块﹑曲别针却沉入烧杯的底部。

 

《浮力》教学设计 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  学生通过观察有了感性认识后向学生提出问题:“在水中下沉的物体也受浮力吗?”

 

  第二环节:猜想和假设。

 

  学生以小组为单位讨论在水中下沉的物体是否受水对它的浮力。有的学生认为在水中下沉的物体不受水对它的浮力,理由是物体没有被浮起来。还有的同学则认为在水中下沉的物体受到水对它的浮力,因为物体下沉的速度比较缓慢……到底哪种猜想正确要通过实验进行验证。

 

  第三环节:实验设计。

 

  学生再次以小组为单位讨论实验方案,然后各个小组进行交流。

 

《浮力》教学设计 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  实验器材:烧杯、水、弹簧测力计、石块、绳。

 

  实验过程:将石块用线拴好挂在弹簧测力计的秤钩上,观察弹簧测力计的示数,再将石块浸没在水中观察弹簧测力计的示数有无变化。

 

  学生交流实验注意事项:不要将石块放在容器底部,否则容器底部对石块有一个向上的支持力,会影响实验结果。

 

  第四环节:进行实验。

 

  明确实验过程之后学生进行分组实验。

 

  第五环节:交流评估。

 

  各小组学生代表交流实验现象:实验发现当石块浸入水中后弹簧测力计的示数变小了。教师可以用手托住石块,利用肢体语言让学生更深刻领悟弹簧秤的示数变小了,说明有一个力量向上托起了石块,在水中正是水向上托起了石块,因此在液体中下沉的物体也受到液体对它的浮力。

 

  评估:影响实验效果的主要因素是:实验中石块偏大,卡在烧杯壁上,影响了实验效果.

 

  〈反馈练习一〉(投影)

 

  1.填空题:

 

  (1)漂在水面上的木块受到水对它的___________,沉入水底的铁块也会受到水对它的_________。

 

  (2)一切浸入液体中的物体,都受到液体对它的________。

 

  2.看一看,是对还是错?

 

  下沉的物体浸在水中也受浮力(  )

 

  (说明:学生们熟知在液体中漂浮或上浮的物体受浮力,但是沉在水底的物体是否也受到浮力呢?浮力的方向如何呢?学生就说不清了。通过探究实验引起学生的认识冲突,引导学生往深层次思考。本探究过程中的重点是第三环节实验设计和第五环节交流评估,学生通过讨论交流实验方案以及实验注意事项,明确如何做实验,减少了盲目性。通过交流评估相互学习加深对实验的认识。)

 

  认识和测量浮力。

 

《浮力》教学设计 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  第一环节:浮力的方向。(约10分钟)

 

  演示实验:找一段较粗的红毛线,将其两端分别固定在乒乓球和大烧杯的底部,将水注入大烧杯,直到将乒乓球浸没,观察红毛线被在竖直方向拉直。将大烧杯的一端垫高,发现红毛线仍旧被在竖直方向拉直。此实验说明浮力的方向总是竖直向上。

 

《浮力》教学设计 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  第二环节:浮力大小的测量。

 

  通过受力分析总结出用弹簧测力计测量浮力大小的方法:

 

  F浮=G-F拉。

 

  〈反馈练习二〉(投影)

 

  将全班分为两个大组,分别测出浸没在水中的石块、铁块所受到的浮力大小作为反馈练习,将实验数据记录在表一中,并保留所测得的数据。

 

  表一:

 


G(N)

F拉(N)

F浮=G-F拉(N)

 

 

 


 

  (说明:通过演示实验可以形象直观地将浮力的方向竖直向上展现在学生面前,再分析石块的受力得出用弹簧测力计测量浮力大小的方法。从而落实知识与技能第一个目标。通过反馈练习运用用弹簧测力计测浮力的大小,落实过程与方法以及情感态度价值观的第一个目标。)

 

  探究二:浮力的大小等于什么?(约15分钟)

 

  第一环节:课题的提出。(难点)

 

《浮力》教学设计 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  质疑:同学们用弹簧测力计分别测出了浸在水中的石块、铁块所受浮力的大小,用这种方法能不能测出一艘潜水艇潜入水中时所受浮力的大小?我们有没有办法求出潜水艇所受浮力的大小?

 

  引导学生建立F浮与G排联系:学生进行分组实验,将空易拉罐慢慢按入水中体会浮力的大小与什么因素有关?学生在实验中最直接的感受就是将易拉罐下按过程中,易拉罐所受的浮力越来越大。要建立浮力的大小与物体排开液体重力有关系的课题需要老师慢慢进行引导。在此教师可以通过实验引导学生发现当将易拉罐下按过程中,小桶中的水面升高,升高的这部分水的体积等于什么?学生经过讨论不难回答出升高的这部分水的体积与易拉罐浸在液体中的体积相同。也就是说易拉罐浸在水中部分的体积排开了液体,因此我们把排开的这部分水的体积称为V排,浮力属于力,浮力的大小与V排有关系,还与哪个量更加接近?学生会比较自然的将F浮与G排联系在一起。从而提出课题“物体所受浮力的大小与它排开的液体所受的重力的关系”。若在这一环节中有学生提出了浮力的大小可能与物体密度大小有关、可能与浸入液体深度有关、可能与液体密度大小有关。也可以用称量法直接测量验证即可(引导运用“控制变量法”进行实验。浮力大小可能和上述因素都有关系,但当我们研究浮力大小和其中一个因素的关系时,必须控制其它因素,使其保持不变,以排除其它因素的影响和干扰。)。

 

《浮力》教学设计 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  第二环节:猜想和假设。

 

  学生可以根据自己的理解进行大胆的猜测。F浮=G排;F浮>G排;F浮<G排<p

 

  第三环节:实验设计。

 

  学生再次以小组为单位讨论实验方案,然后各个小组进行交流。在实验前,全班讨论实验方案,找到最优方案。由于前面已经总结了用弹簧测力计测量浮力大小的方法,因此在此重点讨论如何收集和算出物体排开液体的重力。

 

  第四环节:进行实验。

 

  明确实验方案之后,分小组进行实验,将实验数据记录在表二中,并进行分析。

 

  表二:

 


G桶(N)

G桶+排水(N)

G排=G桶+排水-G桶(N)

 

 

 


 

  第五环节:交流评估。

 

  各小组学生代表交流实验现象:将表一和表二的实验数据综合到一起,(如表三)。汇总全班的数据,得出浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。F浮=G排。适用范围:液体、气体。讲解阿基米德鉴别王冠的小故事,提高学生学习兴趣,学习阿基米德善于观察思考的精神。

 

  表三:

 


实验小组

G(N)

F拉(N)

F浮=G-F拉(N)

G桶(N)

G桶+排水(N)

G排=G桶+排水-G桶(N)

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

……

 

 

 

 

 

 


 

  评估:

 

  实验成功之处:实验过程中注意“慢”,不要把多余的水带出……

 

  实验中的失误:向溢水杯加水至水从溢水口处流出,用小烧杯接住流出的水,直到水恰好不向外流为止。小烧杯中的水应倒掉后再测G排否则G排偏大……

 

  〈反馈练习三〉(投影)

 

  1.两手分别拿着一个小木块和一个大石块,把它们都浸没在水中,同时松开手,小木块上浮,大石块下沉,_______受到的浮力大。

 

《浮力》教学设计 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  2.图中,A为铜、B为铝,它们的体积相同,则_______所受的浮力小。

 

  3.某同学将一质量为300g的金属块轻轻放入盛满水的容器中,溢出了80g的水,则金属块受到的水的浮力是________N。

 

  (说明:本探究的难点是课题的提出,学生一下子想不到将物体所受浮力的大小与它排开的液体所受的重力有关系。通过按易拉罐实验使学生有了感性认识后理解起来较为容易。阿基米德原理的得出采取将“物体所受的浮力大小”与“物体浸在水中排开水的重力”两个物理量分开测量再汇总的方法。这样做大大简化了繁琐的实验步骤,将实验难点分散,效果较好。由此进一步落实情感态度价值观目标。以及知识与技能第二个目标,过程与方法第二个目标。)

 

  小结(约5分钟)

 

  最后,由学生交流本节课在知识上有哪些收获、哪些遗憾.通过交流、回顾来进一步巩固本节课的知识。

 

  (说明:鼓励学生大胆发言,各抒己见,对学生的见解,教师都应予以肯定。教师最后画龙点睛,简要概括。)

 

  布置作业 (约2分钟)

 

  1.P93动手动脑学物理。

 

  2.课后查阅资料了解轮船的排水量。

 

  板书设计

 

§13-5 浮力

 

《浮力》教学设计 - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

  九、教学设计感言

 

  1.教师应敢于放手让学生亲自动手进行实验探究,使学生由被动接受知识转变为主动获取知识,通过实践使学生体会到学习的乐趣。

 

  2.将测量物体所受的浮力大小与测量物体浸在水中排开水的重力分开(要注意提示学生保证V排相同,在两次实验中采取让物体全部浸没在水中),这样做大大简化了繁琐的实验步骤,将实验难点分散,效果较好。但同时也会给学生造成只有当物体全部浸没在液体中才会受到浮力的错误认识,教学中可以通过练习加强学生对知识的完整理解。

 

  3.本节课学生设计的实验方案、测量方法很多,可以通过评估找到最优方案进行实验。如果仍有学生坚持自己的方案,可以允许其按照自己的方案进行,不要让学生留有遗憾。

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